一、工程背景及概況

　　2006年在沈陽市舉辦的第18屆世界園藝博覽會，其主人口鋼結(jié)構(gòu)工程被譽(yù)為”鳳之翼”，工程鋼結(jié)構(gòu)由兩部分組成：斜塔和月牙形屋蓋。前者象征鳳的頭部和 頸部，后者象征鳳的雙翅。結(jié)構(gòu)整體計(jì)算軟件采用STAAD POR;斜塔高約72m，相對于月牙形屋蓋向前傾斜，與地面的夾角為76。。斜塔采用格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，底部截面外形為Smx5m,頂部截面外形為2mx2m。 弦桿結(jié)構(gòu)由上到下分別采用中426x12，中508 x14 ,中610 x14．相應(yīng)區(qū)間腹桿分別為中159 x6，0203x8和0245xl0。斜塔整個(gè)結(jié)構(gòu)外露，結(jié)構(gòu)沿整個(gè)高度方向都布置有圓鋼管格柵，該格柵與主結(jié)構(gòu)的弦桿在水平面內(nèi)相連。斜塔鋼結(jié)構(gòu)總重近 100噸。

　　月牙形屋蓋結(jié)構(gòu)由鋼柱、內(nèi)拱、外拱及內(nèi)外拱連接桁架組成，結(jié)構(gòu)平面圖見圖4。鋼柱截面為中800x25，內(nèi)部灌注C40混凝土，腳伸入混凝土基礎(chǔ)內(nèi)形成 剛性柱腳；內(nèi)拱為約210m的圓弧，截面為中1016x21圓鋼管，總重約105噸；外拱為約240m的圓弧，截面為①762x16圓鋼管，總亙約65 噸：內(nèi)外拱由于曲率不同最終在地面處相貫連接成兩拱腳，通過抗震鑄鋼鉸支座與鋼筋混凝土基礎(chǔ)相連接。內(nèi)拱最高點(diǎn)處標(biāo)高為23m，外拱最高點(diǎn)處標(biāo)高為 11.6m。兩拱腳的水平距離為120m。內(nèi)外拱連系桁架采用正放三角形管桁架結(jié)構(gòu).

　　由于月牙形屋面部分覆蓋膜結(jié)構(gòu)，為了承受膜結(jié)構(gòu)拉索的力，在內(nèi)、外拱與連系桁架的節(jié)點(diǎn)處還設(shè)置了固定膜結(jié)構(gòu)下部拉索的支架，以保證膜結(jié)構(gòu)荷載通過拉索傳遞到月牙形屋面主結(jié)構(gòu)上，該支架由焊接球和鋼管組成。

　　二、工程特點(diǎn)、難點(diǎn)

　　1、本工程以中心軸對稱，鋼構(gòu)件尺寸較大，且有不同的角度、斷面、曲率變化，所有部件尺寸不重復(fù)，規(guī)格品種多，因此必須嚴(yán)格控制構(gòu)件尺寸精度和現(xiàn)場組拼精度。

　　2、鋼斜塔傾斜角度760，塔身長72m，塔身總重近百噸。受工期及場地條件限制，只能采用整體吊裝。須嚴(yán)格控制塔身的傾斜角度。

　　3、所有構(gòu)件都傾斜安裝，對于測量定位，確定構(gòu)件空間位置的精度、難度很大，而且結(jié)構(gòu)下面有房屋建筑，通視條件差。

　　4、工程時(shí)間緊迫，多家單位同時(shí)施工造成施工作業(yè)面、施工道路緊張擁擠，給大型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的現(xiàn)場制作、拼裝及吊裝、運(yùn)輸帶來了諸多不利影響。

　　5、內(nèi)圈鋼拱拱長達(dá)210m，拱最高點(diǎn)標(biāo)高23m,其下方為高度20m的主廣場展廳建筑，屋面結(jié)構(gòu)不允許搭設(shè)腳手架，高空散拼安裝方案不成立，4臺吊車只 能站在外側(cè)。為保證工期及鋼拱的整體結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量，采用地面分段拼接，再組拼成整體，一次吊裝就位的安裝方法。由于整體拼裝完成后的鋼拱構(gòu)件長細(xì)比很大， 極易發(fā)生彎曲、扭曲變形；須采用多機(jī)位吊車同時(shí)起吊，但展廳建筑遮擋住了各機(jī)位吊車的視線，同步起吊的協(xié)調(diào)難度巨大；構(gòu)件吊起就位時(shí)，其鋼拱的空間坐標(biāo)位 置的定位及監(jiān)測也須嚴(yán)裕控制。

　　三、施工措施

　　1、工程材料的選用及焊接質(zhì)量控制

　　2、內(nèi)、外鋼拱現(xiàn)場拼裝

　　3、鋼斜塔吊裝

　　4、內(nèi)鋼拱吊裝

　　1、工程材料的選用及焊接質(zhì)量控制

　　此鋼結(jié)構(gòu)在東北地區(qū)，為保證冬季的低溫環(huán)境下裸使用的關(guān)鍵部位構(gòu)件均采用的是石油管線所用X65及X70級別的管材，該種材料強(qiáng)度高、耐低溫沖擊及耐腐蝕 性高。焊接工程選用具有高壓容器焊資格并具備全位置焊接能力的焊工，保證拼接接口、安裝接口的焊接質(zhì)量，并做到所有一級焊縫無損檢測1000/o-次通 過。在構(gòu)件防腐底漆上采用質(zhì)量較高的HDX6000型鋅基涂鍍涂料，其附著力和防腐性能優(yōu)于熱浸鍍鋅。

　　2、內(nèi)、外鋼拱現(xiàn)場拼裝

　　制作了專門拼裝胎具，并采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算分段；將每段拱材剖口的角度及拼接段的弦長計(jì)算出后，施工中嚴(yán)格按其計(jì)算結(jié)果控制角度及弦長．以保證內(nèi)、外鋼 拱整體拼裝后的曲率半徑；同時(shí)每一拼接段拼接時(shí)在接口處放置0.02mm精度的水平尺，嚴(yán)格控制鋼拱拼接段的水平度，保證鋼拱整體不發(fā)生平面外的扭曲。

　　3、鋼斜塔吊裝

　　鋼斜塔主吊機(jī)選用500噸汽車吊，輔吊選用50噸履帶吊。500噸吊車臂桿長選52.5米，作業(yè)半徑10米，配重165噸，主吊吊重80—90噸，吊索選 用?52-1570N/mm2擾拉強(qiáng)度的鋼絲繩，50噸履帶吊臂桿長度19米，回轉(zhuǎn)半徑7米，吊重16—0噸，吊索選用？40_1570N/mm 2抗拉強(qiáng)度的鋼絲繩，主吊扁擔(dān)支撐粱選用?325 x16無縫鋼管，攬風(fēng)繩選用?40-1570N/mm 2抗拉強(qiáng)度的鋼絲繩，攬風(fēng)繩錨固點(diǎn)設(shè)在兩端拱腳及外拱中間處鋼柱柱腳。吊點(diǎn)位置經(jīng)反復(fù)計(jì)算確定，主吊點(diǎn)設(shè)在鋼斜塔重心偏上小于2m處，輔吊點(diǎn)設(shè)在鋼斜塔底 部，主吊點(diǎn)起重噸位由77噸逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?0噸，輔吊點(diǎn)起重噸位由16噸轉(zhuǎn)為0噸。

　　測量校正技術(shù)措施分為三部分：

　　(1)正立面垂直度：在塔身上、中、下端取三根水平腹桿的中心點(diǎn)做好標(biāo)記，用經(jīng)緯儀測量三點(diǎn)一線保證垂直度；

　　(2)側(cè)立面傾斜角度：在塔弦桿上選取兩個(gè)定位點(diǎn)，起點(diǎn)距地面1.5米，端點(diǎn)距地面水平測量點(diǎn)垂直高度60米處，按起點(diǎn)~端點(diǎn)的垂直投影距離14.993米，用經(jīng)緯儀進(jìn)行角度控制；

　　(3)在另一側(cè)面設(shè)角度校核測量點(diǎn)，主測量面角度調(diào)整完畢后，在此測量點(diǎn)復(fù)核角度，避免塔身扭曲。吊車卸載并焊接完畢后經(jīng)48小時(shí)測量觀測，最終鋼斜塔的安裝定位角度及高度等指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。

　　4、內(nèi)鋼拱吊裝

　　內(nèi)鋼拱采用6機(jī)抬吊的整體吊裝方案：

　　(1)吊裝準(zhǔn)備工作：先在地面將鋼拱拼接成七個(gè)長段，按設(shè)計(jì)圖紙中內(nèi)鋼拱在展廳屋面上的垂直投影位置設(shè)置臨時(shí)固定支座，將所有鋼拱分段吊上屋面在支座上臨 時(shí)固定，找準(zhǔn)水平后進(jìn)行焊接連接。在屋面臨時(shí)支座位置設(shè)置型鋼支柱用以鋼拱的吊裝就位，其支柱長度按圖紙申鋼拱空間坐標(biāo)位置的垂直高度減去屋面制作的設(shè)計(jì) 標(biāo)高計(jì)算�？刂浦ё�位置和支柱長度（高度）的作用是保證內(nèi)鋼拱吊裝就位后其空間坐標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)為后續(xù)的連系桁架準(zhǔn)確安裝提供先期保障。

　　(2)由于內(nèi)鋼拱整體構(gòu)件過長，吊裝穩(wěn)定性較差，同時(shí)吊車站位受到現(xiàn)場場地條件的限制。經(jīng)專家反復(fù)研究和技術(shù)人員的計(jì)算，最終確定采用2臺300噸、2臺 120噸、2臺50噸共計(jì)6臺吊車同時(shí)起吊的吊裝方案。針對各起吊點(diǎn)的起吊高度不同分別制定相應(yīng)的吊裝方案，正式起吊前進(jìn)行了6機(jī)抬吊的整體試吊，以此檢 驗(yàn)各吊點(diǎn)的實(shí)際工況；為做好6臺吊車的協(xié)調(diào)工作并對同步起吊進(jìn)行有效的控制，每

　　臺吊車上各配備1名專職吊裝員，攜帶各自的吊裝方案并用對講機(jī)與總 指揮、技術(shù)負(fù)責(zé)人隨時(shí)聯(lián)絡(luò)。為嚴(yán)格控制吊裝中的構(gòu)件變形，在每臺吊車的吊點(diǎn)處設(shè)有專門的提升標(biāo)尺，在吊裝過程中由每臺吊車上的吊裝員及時(shí)紀(jì)錄并按順序、按 時(shí)報(bào)告吊點(diǎn)的起吊高度、重量，同時(shí)全站儀監(jiān)測點(diǎn)報(bào)告每個(gè)吊點(diǎn)的坐標(biāo)位置，經(jīng)由總指揮和技術(shù)負(fù)責(zé)人核實(shí)后調(diào)整各吊車的起升高度和速度發(fā)出繼續(xù)吊升口令。整個(gè) 吊裝過程平穩(wěn)安全，歷時(shí)1小時(shí)40分鐘，內(nèi)鋼拱順利吊裝就位到各個(gè)規(guī)定位置，并與兩側(cè)拱腳支座準(zhǔn)確相連。

　　(3)在連泵桁架和拱腳鑄鋼鉸支座安裝完畢后，內(nèi)鋼拱臨時(shí)固定支柱拆除卸載，經(jīng)測量內(nèi)鋼拱空間坐標(biāo)位置與設(shè)計(jì)相符。

　　四、工程效果

　　”鳳之翼”鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)及施工順利完成并一次驗(yàn)收合格，驗(yàn)證了我們在設(shè)計(jì)階段、加工制作階段、現(xiàn)場施工吊裝階段對該工程的質(zhì)量、安全及技術(shù)措施進(jìn)行了有針對性的、必要的和極見成效的控制。